机械加工精度的因素及误差分析研究

关于机械加工精度与加工误差的分析笔者具体分析了加工精确度和加工误差等的基础内容。

以实践情况为例，具体的论述了误差产生的缘由，并且论述了降低误差现象发生几率的措施。

标签：加工精度；加工误差；减小误差引言在平时的工作中，我们不乏见到加工方面的内容，对精确性和误差等都不陌生。

不过真正深入了解的话，会发现其是一门非常深入的学科知识。

不管我们工作中如何努力，都无法将误差发生的几率降低为零，因此我们可以做的只能是通过合理的措施来切实的提升精确性，进而降低误差现象的发生几率。

1 加工精度与加工误差概述所谓的精确度，具体的说是零件在生产之后的具体的数值和设想数值之间符合程度。

不论是我们如何努力，都无法保证生产的零件和我们期待中的一模一样，都会存在各种各样的问题，我们将这种问题称为误差。

以工艺体系来看，它的组成部分有四个，分别是机床、刀具、工件以及夹具。

它们在工作的时候会生成很多不一样的误差，而此类误差在不一样的状态中会通过不一样的形式体现出来。

2 机械加工精度与加工误差的分析2.1 工艺系统集合误差2.1.1 机床的几何误差。

在工作中，刀具的的成形活动均是经由机床来实现的，所以，零件的加工精确性会对机床的精确性产生很大的干扰。

常见的机床生产方面的误差有如下的一些：主轴回转误差、导轨误差等。

如果机床磨损的话，就会导致它的精确性明显的变低。

（1）主轴回转误差。

主轴是机床非常关键的一个组成部分，它把力和运动传递给刀具等，一旦它出现了回转误差的话，就会导致零件的精确性受到很大的干扰。

所谓的回转误差，具体的说是主轴短时间的回转轴线比对于它的平均轴线来讲，出现的变动量。

常见的类型有三个，分别是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。

导致它形成的原因有很多，比如轴承自身的问题，主轴的挠度等等。

不过它们对回转精确性的影响并不是完全一样的，会因为加工状态而产生变化。

产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。

在机械加工过程中的误差分析及数学建模研究机械加工是制造过程中不可或缺的一环。

然而，在机械加工过程中，由于种种因素的影响，难免会出现误差。

误差的存在直接影响到零部件的质量和精度，因此对机械加工过程中的误差进行分析和数学建模研究具有重要的意义。

一、误差来源分析在机械加工过程中，误差可以来源于多个方面，包括：1.制造设备的误差：制造设备本身的精度会对加工零件的准确性产生影响。

例如，机床的刚性、热变形、传动系统的间隙等都会造成误差的产生。

2.切削力的变化：由于刀具的磨损或者加工条件的变化，切削力会发生变化，从而导致零件加工中出现误差。

3.工件的变形：加工过程中，工件可能会因为切削力等原因而发生变形，使得加工结果与设计要求不符。

4.加工过程中的振动：振动是机械加工中不可避免的现象，但过大的振动会引起工件位置的偏移，从而影响加工精度。

二、误差分析方法为了更好地理解机械加工过程中的误差，并对其进行建模研究，我们通常采用以下几种误差分析方法：1.测量方法：通过测量零件的几何属性，使用测量仪器和测量技术分析零件的误差情况。

常用的测量方法包括三坐标测量、投影仪测量等。

2.试验方法：通过设计一系列的试验，控制其他因素不变，仅改变某个因素，如切削速度、刀具刃磨状况等，来测量零件加工结果的误差。

通过对试验结果的分析，可以得到误差与各个因素之间的关系。

3.仿真模拟方法：利用计算机建立机械加工过程的仿真模型，通过对模型进行参数调整和试验，得到加工结果的误差。

仿真模拟方法可以节省时间和成本，并能够更好地在加工过程中控制误差。

三、数学建模研究数学建模是解决误差分析问题的重要方法之一。

在机械加工领域，数学建模可以针对不同的误差来源进行研究，建立与之相关的数学模型，从而帮助我们更加深入地理解误差的本质，并提供改善加工精度和质量的方法。

在误差分析中，常用的数学模型包括：1.误差传递模型：利用数学方法研究误差在加工过程中的传递规律，分析传递路径和影响因素，以便为误差的减小提供方向。

机床机械加工误差产生的原因剖析机床机械加工误差是指在机床加工过程中产生的加工尺寸偏离设计要求的现象。

机床机械加工误差会直接影响到加工件的质量和精度，因此产生机床机械加工误差的原因具有重要意义。

下面将从材料、结构、系统和操作四个方面对机床机械加工误差产生的原因进行剖析。

一、材料方面的原因1. 材料的变形：机床在使用过程中由于受到外力作用，材料会发生不可逆的变形。

尤其是对于长时间使用的机床来说，材料的蠕变和疲劳会导致加工误差的产生。

2. 热膨胀：加工过程中机床和工件会受到热源的影响，温度的升高会导致机床和工件的热膨胀，从而引起加工误差。

二、结构方面的原因1. 刚度的不足：机床在加工过程中需要经受各种加工力的冲击，如果机床的结构刚度不足，则容易产生振动和变形，从而导致加工误差的产生。

2. 机床的杂散运动：机床在加工过程中会产生各种杂散运动，如回程差、副轴的不平行等，这些杂散运动都会影响到机床的加工精度，从而导致加工误差的产生。

三、系统方面的原因1. 传动系统的误差：机床的传动系统包括齿轮传动、皮带传动等，这些传动系统在使用过程中会出现磨损和间隙，从而导致传动误差的产生。

2. 液压和气压系统的误差：机床的液压和气压系统在使用过程中会出现压力不稳定、压力波动等问题，这些问题都会直接影响到机床的工作精度，从而导致加工误差的产生。

四、操作方面的原因1. 人为误差：操作人员在使用机床时可能出现误差，如测量仪器的使用不准确、操作人员的操作不规范等，这些人为误差都会直接影响到机床的加工精度，从而引起加工误差。

2. 工艺参数的控制不当：机床的加工精度受到工艺参数的控制，如刀具的选择、切削速度的控制等。

如果工艺参数控制不当，就容易导致加工误差的产生。

机床机械加工误差的产生主要原因包括材料方面的变形和热膨胀、结构方面的刚度不足和杂散运动、系统方面的传动系统误差和液压、气压系统误差，以及操作方面的人为误差和工艺参数控制不当。

机械加工误差产生的原因及措施1加工误差的原因分析由机床、刀具、夹具和工件组成了机械加工的工艺系统，整个系统的误差也就影响着加工误差。

工艺系统的误差是“因”，是根源；加工误差是“果”，是表现。

因此把工艺系统的误差称为原始误差。

系统条件改变了，误差则随之改变，在机械加工工艺系统中，加工误差的产生主要是由原始误差引起的。

这些原始误差主要可归纳为以下几个方面：1.1加工原理误差采用近似的加工运动或者近似的刀具轮廓，都会产生原理误差。

在较多的情况下，为了使工件表面符合规定要求，就需要工件和刀具两者之间有一定的运动联系。

例如，车螺纹就需要刀具与工件之间有螺旋运动的联系；滚切齿轮就需要滚刀与工件之间有准确的展成运动联系等，这种联系就叫做加工原理。

这种运动联系是用机床或夹具来保证的，或是用成型刀具来保证的。

但是在理论上采用的加工原理比较准确时，就需要机床或夹具制造得比较复杂，或者中间环节过多，反而增加了机床的运动误差，进而影响了加工精度的提高。

另外，在用成型刀具加工复杂的曲线表面时，刀具刃口只能近似符合理论曲线，因此就会产生原理误差。

1.2定位安装误差定位和安装是使用夹具固定工件的两个必要动作过程，定位元件决定工件的位置，而制造得非常准确的定位元件是不存在的，都允许有一定的公差范围，这样误差也就随之产生了。

另外，在安装工件时一般都是由人来操作完成的，即使全部由控制系统自动完成的定位安装，误差也会产生，工件形状和尺寸受工件定位夹装精度的影响很大，进而影响工件的装配精度。

因此，操作者不能完全消除定位安装误差，但应当尽量使误差降到最低限度。

1.3机床误差机床误差表现在自身的制造、磨损和安装三个方面。

一般来说，机床在制造、安装以及使用过程中都会出现一定的偏差，虽然机床出厂之前都要经过检验，但主要检验机床的重要零部件的形状和位置误差，而且这些检验是在没有切削载荷的情况下进行的，它反映的是机床的静误差。

在机床静误差中导轨误差、主轴误差和传动链误差三者对加工精度影响最大。

机械加工精度的影响因素及提高措施探讨[摘要] 零件的加工质量是保证机械产品工作性能和产品寿命的基础。

在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械加工精度和加工误差来表示。

研究的目的：就是弄清各种原始误差对加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，以获得预期的加工精度，必要时能指出进一步提高加工精度的途径。

[关键词] 加工精度加工误差提高措施1.机械加工精度的影响因素1.1加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差,如,在车床上车削模数蜗杆，由于计算公式中的为无限不循环小数，因此只能取近似值计算，因此蜗杆的螺距必然存在误差；再如用齿轮滚刀加工渐开线齿轮，由于制造上的困难,采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆;虽便于制造，却由于采用了近似的造形法或近似的切削刃轮廓,会带来加工原理误差,但往往可简化机床或刀具的结构,提高生产效率,减少刀具数量，降低成本。

因此,只要不超过规定的精度要求、在生产中仍能得到广泛的应用。

1.2机床误差机床误差可归纳为:机床主轴误差, 机床导轨误差,机床传动链误差。

（1）主轴误差主轴误差即实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量,具有三种基本形式:纯径向跳动,纯角度摆动,轴向窜动。

影响主轴回转精度的主要因素轴承本身误差、轴承间隙、轴承间同轴度误差,各段轴颈、轴孔的同轴度误差主轴系统的刚度和热变形等，但主轴部件的制造精度是主要的，是主轴回转精度的基础。

（2）机床导轨误差导轨是确定主要部件相对位置的基准和运动的基准,各项误差直接影响被加工工件的精度。

导轨误差分为:导轨在水平面内的误差，在垂直平面内的误差,两导轨的平行度误差。

（3）机床传动链误差是指由于传动链中的传动元件存在制造误差和装配误差引起的。

使用过程中有磨损，也会产生传动链误差。

机械加工精度误差分析及改进措施探讨摘要：本文主要概述了机械加工精度的概念，获得加工精度的方法，概要论述了机械加工精度误差的主要类型，并就如何减少误差、提高机械加工精度提出了相关措施。

关键词：机械加工；精度；补偿；分化误差；工艺中图分类号：f407.4 文献标识码：a 文章编号：不同的零件经过加工组合，构成了机械产品，加强机械零件从设计到加工的控制，减少成品产出时的误差分析，提高机械零件生产时的精度，可以有效提高机械产品的质量，保障机械产品性能的增强，能真正的提高机械生产企业的的综合竞争力，意义深刻。

一、机械加工精度的概念及其包含内容机械加工精度是指机械零件在生产和加工过程中，其实际的几何参数(尺寸、几何形状和相互位置)与理想几何参数的相符合的程度，而它们之间的偏离程度又称为加工误差。

加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，即精度越高，误差越小；精度越低，误差越大。

加工精度包括尺寸精度，形状精度，位置精度等三个方面。

尺寸精度是指机械加工后的零件的直径、长度等尺寸的实际值与理想值的接近程度。

形状精度是指机械加工后的零件的实际几何尺寸与理想尺寸的接近程度。

位置精度是指机械加工后的零件的实际几何位置与理想位置的接近程度。

通常在设计零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。

即精密零件或零件的重要表面，其形状精度要求高于位置精度要求，位置精度要求高于尺寸精度要求。

二、获得加工精度的方法（一）试切法是指操作工人在每一工步或走刀前进行对刀，然后切出一小段，测量其尺寸是否合适。

其加工质量取决于工人的技术水平，常用于单件、小批量生产。

（二）调整法分为静调整法和动调整法。

静调整法(样切法)是在不切削的情况下对刀块或样件来调整刀具的位置。

动调整法(尺寸调整法)是按试切零件进行调整的方法，调整完毕即可加工。

（三）尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如钻头、拉刀等来加工孔。

方法四：主动测量法。

影响机械加工精度因素在机械加工过程中，往往有很多因素影响工件的最终加工质量，如何使工件的加工达到质量要求，如何减少各种因素对加工精度的影响，就成为加工前必须考虑的事情，也就是要对影响机械加工精度的因素进行分析。

一、集合误差1.机床的几何误差:加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。

机床的磨损将使机床工作精度下降。

1) 主轴回转误差,机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。

2) 导轨误差,导轨是中国论文联盟整理机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。

除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。

导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。

3) 传动链误差,传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。

一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

2.刀具的几何误差:刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。

采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对工件加工精度无直接影响。

3.夹具的几何误差:夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大影响。

二、定位误差1.基准不重合误差:定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。

2.定位副制造不准确误差:工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。

基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。

三、工艺系统受力变形引起的误差1.基本概念:机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。

机械加工误差产生的原因及措施汇报人：2024-01-01•机械加工误差产生的原因•减小机械加工误差的措施•机械加工误差的补偿措施目录•提高机械加工精度的途径01机械加工误差产生的原因原理误差总结词原理误差是由于加工原理的不完善而导致的误差。

详细描述原理误差主要表现在机床或刀具的转动和移动过程中，由于设计原理或机构原理的限制，导致加工出的零件与理论值存在偏差。

例如，齿轮加工中，由于齿轮的齿廓理论是完美的，但在实际加工中，由于机床和刀具的精度限制，无法完全复制理想的齿廓形状，从而产生原理误差。

工具、夹具与机床的制造误差总结词工具、夹具与机床的制造误差是由于这些设备的制造精度不足而导致的误差。

详细描述工具、夹具和机床是机械加工中的重要组成部分，它们的制造精度直接影响着零件的加工精度。

例如，刀具的制造误差会导致加工表面的粗糙度不均匀，夹具的定位精度不高会导致零件的位置精度偏差，机床的主轴回转误差则会影响零件的圆度等。

调整误差是由于加工过程中的调整不准确而导致的误差。

详细描述在机械加工过程中，需要对工具、夹具和机床进行多次调整，如刀具的更换、夹具的定位、机床的校准等。

由于调整过程中的人为操作和设备本身的特性，往往会产生一定的调整误差。

例如，刀具的安装角度偏差会影响切削深度和表面粗糙度，夹具的调整不当会导致零件的定位不准确。

总结词VS总结词测量误差是由于测量设备的精度限制和测量方法的不完善而导致的误差。

要点一要点二详细描述测量是机械加工中不可或缺的一环，但由于测量设备的精度限制和测量方法的不完善，往往会产生测量误差。

例如，使用卡尺测量时，由于卡尺的刻度精度有限，会导致测量结果存在误差；同时，测量方法的不正确也会导致误差的产生。

如测量时没有保证工件与卡尺之间的平行度或垂直度，就会产生测量误差。

02减小机械加工误差的措施直接减小或消除误差法直接减小或消除误差法是通过直接减少或消除原始误差来降低加工误差的方法。

例如，通过提高机床的几何精度、减小刀具和夹具的制造误差、提高工件的定位精度等措施，可以有效地减小加工误差。

影响机械加工精度的因素机械加工系统（简称工艺系统）由机床、夹具、刀具和工件组成。

影响加工精度的原始误差主要包括以下几方面：1) 工艺系统的几何误差（包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损）；2) 工件装夹误差；3) 工艺系统受力变形引起的加工误差；4) 工艺系统受热变形引起的加工误差；5) 工件内应力重新分布引起的变形；6) 其它误差（包括原理误差、测量误差、调整误差）。

一、工艺系统的几何误差（一）机床的几何误差加工中，刀具相对于工件的成形运动，通常都是通过机床完成的，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有：主轴回转误差、导轨误差和传动误差。

1. 主轴回转误差主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。

为便于分析，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摇摆三种不同形式的误差。

2．导轨误差导轨是确定机床各主要部件相对位置关系的基准。

（1）导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响（2）导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响（3）导轨间的平行度误差对加工精度的影响3．传动链误差传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

（二）刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。

采纳定尺寸刀具（例如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸误差和磨损将直接影响工件尺寸精度。

采纳成形刀具（例如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的外形误差和磨损将直接影响工件的外形精度。

对于一般刀具（例如车刀、镗刀、铣刀等），其制造误差对工件加工精度无直接影响。

（三）夹具的几何误差夹具的作用是使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，夹具的几何误差对工件的加工精度（特殊是位置精度）有很大影响。

二、装夹误差装夹误差包括定位误差和夹紧误差两个部分。

（一）定位误差的概念因定位不精确而引起的误差称为定位误差。

机械加工工艺的技术误差问题及对策分析一、引言机械加工工艺是制造行业中非常重要的一环，其质量直接影响到产品的性能和质量。

在机械加工过程中难免会出现技术误差，导致产品不符合设计要求，甚至影响到产品的使用效果。

对于机械加工工艺中的技术误差问题需要进行深入的分析，并提出相应的对策，以保证产品质量和生产效率。

二、机械加工工艺中的技术误差问题在机械加工过程中，技术误差是不可避免的。

技术误差主要包括以下几个方面：1. 设备精度误差机械加工设备的精度直接影响到产品加工的精度。

如果设备本身存在精度误差，那么加工出的产品也会存在相应的误差。

数控机床的定位精度、刀具的磨损、传动件的松动等都会导致产品加工精度下降。

2. 刀具磨损在机械加工中，刀具是直接与工件接触的工具，其磨损会直接影响到产品的加工精度。

如果刀具磨损严重，就会导致产品表面粗糙、尺寸偏差等问题。

3. 工序误差机械加工通常是由多道工序组成的，每个工序都会对产品加工精度产生影响。

如果某个工序出现误差，就会传导到整个加工过程中，导致产品精度下降。

4. 材料性能误差在机械加工中，材料的硬度、韧性、延展性等性能会直接影响到产品的加工精度。

如果材料性能不稳定，就会导致产品加工精度难以保证。

以上这些技术误差问题都会影响到产品的加工精度和质量，甚至导致产品无法使用。

对于这些技术误差问题需要有针对性地进行分析，并提出相应的对策分析。

三、对策分析针对机械加工工艺中的技术误差问题，可以采取以下对策进行解决：1. 提高设备精度首先要解决的是设备精度误差问题。

可以通过定期对设备进行维护和保养，及时更换损坏的零部件，来保证设备的精度。

现代化的数控机床可以通过自动补偿来修正设备误差，提高加工精度。

2. 优化刀具管理刀具的磨损是导致产品加工精度下降的重要原因之一。

可以通过建立刀具管理制度，定期检查刀具的磨损情况，及时更换磨损严重的刀具，以保证产品加工精度。

3. 加强工序管理针对工序误差问题，可以通过加强工序管理来减少误差的传导。

加工误差产生的原因及分析加工误差是指在大量生产和制造中，因加工和制造过程的种种条件、实际执行和操作中出现的一些随机因素，导致制品与设计图纸有一定的误差。

加工误差是目前制造业中最常见且难以避免的问题之一。

加工误差的产生是由多种复杂因素促成的，下面将从材料、机器、人力和环境四个方面进行分析。

一、材料方面1.材料自身质量的不稳定性。

产品制造过程中材料的性能，如硬度、韧性、密度等，可能会因为原材料的来源、生产批次、温度、湿度等因素而存在差异。

这些差异会造成加工过程中出现一些随机偏差，并导致零件误差。

2.材料在加工过程中可能发生变形，造成加工误差。

部分材料在机械加工过程中的切削和冲压过程中，由于材料自身的内应力、偏差等原因会出现变形，从而导致制品误差的产生。

二、机器方面1.机器工具的精度和硬度。

机器加工过程中，零件的精度与机器加工工具的精度密切相关。

如果机器加工工具的精度与所需零件精度不符，则会造成加工偏差。

此外，设备的刚度和精度同样会影响加工精度，因此必须测试、调整和升级设备。

2.设备维护问题。

设备的维护也是影响加工精度的恒量。

如果不定期对设备进行完善的维护和维修，就会影响其加工精度和稳定性。

三、人力方面1.操作过程中的操作员技术不足。

合格的操作员对于确保机器工具的顺畅运行、舒适和安全而进行的最佳协调必不可少。

如果操作员技术不够精湛，就会造成设备异常、切削定义错误等，反过来造成加工偏差。

2.操作流程的制定不规范。

制定流程与进行操作时的杂乱冲突可能会产生前所未有的风险；严格制定操作流程，确保零件加工的准确性，是优良的操作性能的标志，而没有规范的操作流程会增加加工误差。

四、环境方面1.加工工具的环境和工作温度。

温度和空气湿度等环境因素也会影响产品的制造和加工过程，如过高或过低的温度、太潮湿的气气氛可能会导致零件温度变形、膨胀，从而产生加工误差。

2.生产车间的净化和照明问题。

对于对于加工行业而言，相对干净的车间必定提高了零件的制造的精度；而光照问题则会对操作员的工作效率造成一定的影响。

机械加工精度的误差分析与优化机械加工在现代制造业中占据着重要地位，而加工精度的误差成为了制约产品质量和性能的重要因素。

因此，对机械加工精度的误差进行分析与优化显得尤为重要。

本文将从误差的来源、误差分析的方法以及优化策略等方面进行论述。

一、误差的来源机械加工的误差来源主要包括设备误差、刀具误差、加工工艺误差以及材料误差等多个方面。

设备误差是指机床、夹具、测量装置等在设计、制造、装配等过程中产生的误差。

例如，机床的动力系统、传动系统、控制系统等都会引起误差，而夹具的刚度、精度也会对加工精度产生影响。

刀具误差是指刀具在制造、磨削、使用过程中产生的误差。

刀具的材质、几何形状、刃口磨削质量等都会对加工精度造成一定的影响。

加工工艺误差是指加工过程中由于操作不当、设备调试不当等原因引起的误差。

例如，切割速度、进给速度、径向切宽等参数的选择和调整不当，都可能导致加工误差的增加。

材料误差是指工件的形状、尺寸、物理性能等方面的误差。

材料的不均匀性、热膨胀系数、热导率等特性都会对加工误差产生一定的影响。

二、误差分析的方法误差分析是指通过对机械加工误差的定位、测量、分析等手段，揭示误差产生的原因和机理，以便进行误差补偿和改进的过程。

常用的误差分析方法包括测量法、数学模型法和统计分析法等。

测量法是通过使用测量仪器对加工件进行测量，获取几何形状和尺寸方面的数据，然后与设计要求进行比较，从而得出误差的大小和方向。

测量法可以通过直接测量、间接测量以及三坐标测量等方式进行。

数学模型法是通过建立机床、夹具、刀具、工艺等的数学模型，通过计算和仿真等手段，预测和分析误差的产生和传递路径。

数学模型法可以通过有限元法、多体系统理论等进行。

统计分析法是通过对多个加工件加工数据的收集和分析，利用统计学方法对误差进行分析和判别。

统计分析法可以通过卡尔曼滤波、方差分析等进行。

三、优化策略根据误差分析的结果，我们可以采取一系列的优化策略来降低机械加工精度误差。

机械加工工艺的技术误差问题及对策分析机械加工工艺是制造业生产过程中不可或缺的一环，但在加工过程中难免会遇到技术误差问题。

所谓技术误差，指的是由于人为、设备、材料等方面导致的误差。

技术误差会对产品的质量和性能造成重大影响，因此需要制定对策来避免。

一、人为因素人为因素是造成技术误差的主要原因之一，主要表现在加工人员对工艺的不熟悉、操作失误等方面。

为了避免人为因素造成的误差，应从以下方面入手：1. 培训加工人员加工人员的技能水平决定了整个加工过程的精度和质量。

因此，应加强加工人员的培训，提高其对加工工艺的理解程度和操作技能水平，降低误差的发生率。

2. 强化质量意识人为因素引起的误差往往是由于对质量意识不足引起的。

因此，在培训加工人员的过程中，应不断强化质量意识，让其认识到质量对企业和产品的重要性，提高其责任心和使命感，从而促进质量和精度的提高。

二、设备因素设备的状态对加工的精度和质量有着至关重要的作用，因此设备因素也是造成技术误差的原因之一。

为了避免设备因素产生的误差，可以从以下方面入手：1. 定期维护设备定期维护设备能够保证设备的正常运转和稳定性，避免因设备问题而导致加工误差的发生。

同时，还可以及时发现并排除设备故障，并调整各项参数以适应不同的加工需求。

2. 提高设备的精度现代数控加工设备具有高精度、高稳定性的特点，在加工过程中能够大大降低误差的发生率。

因此，在购买设备时应注意选择具有高精度和高稳定性的设备，并进行必要的维修和调整，保证设备处于最佳状态。

三、材料因素材料因素也是导致技术误差的一个重要原因。

不同的材料具有不同的性质和特点，在加工过程中需要根据具体材料的特点来制定加工方案，从而避免由材料因素而导致的误差。

1. 调整加工方案不同材料在加工过程中需要采取不同的加工方案。

因此，在加工前应充分了解材料的性质和特点，制定适合材料特点的加工方案，从而提高加工的精度和质量。

2. 选择优质材料优质的材料能够在加工过程中更好地保证产品质量和精度。

机械加工精度分析与对策论文机械加工精度分析与对策论文机械加工精度分析与对策论文【1】【摘要】本文主要从设备部件装配的角度进一步分析了影响机械加工精度的原因及案例，提出几种提高机械加工精度的应对措施，对机械制造企业如何进一步提高产品加工质量，从而增强企业竞争力具有一定的参考与借鉴作用。

【关键词】机械加工;精度;原因;措施机械加工精度是指零件在加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。

具体包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。

众所周知，机械产品的工作性能和使用寿命，都是与产品零件的加工质量和产品的装配质量息息相关的，作为零件加工质量重要指标之一的机械加工精度更是产品质量的根本保障。

然而在生产过程中由于各种原因加工出来的产品其尺寸、形状和相互位置不可能绝对一致，总是会存在一定的加工误差，如何保证在零件允许误差范围内，通过采取合理的加工方法以提高机械加工的生产率和产品合格率便显得尤为重要了。

1产品加工精度影响因素人们根据不同的机械、不同的生产类型条件，在实践中摸索总结出了修配装配法、调整装配法、互换装配法、选配装配法等4种装配方法。

装配精度越高，则对相关零件的精度要求也越高，这对机械加工企业来说是很不经济的。

因此，对不同的生产类型必须采取不同的装配方法以合理性地降低加工精度，从而提高生产率与经济效益。

在机械加工过程中影响产品加工精度的原因主要有以下几个方面：1.1产品加工原理所产生的误差在加工过程中我们都是采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓加工原理来进行加工的，但此种“近似的加工法”必然会带来一定的误差。

即便如此，在当前的制造加工过程中因该加工原理具有简化机床结构或刀具形状、提高生产效率等优点而得到人们广泛的运用。

1.2机床、刀具和夹具的制造误差与磨损的影响(1)机床误差包括机床本身各部件的制造、安装误差和使用过程中的磨损。

对加工精度影响较大的是机床本身的制造误差：包括机床主轴回转误差、导轨误差和传动链传动误差。

影响机械加工精度的主要因素分析加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）的实际值与理想值之间的符合程度。

而实际值与理想值之间的偏离程度（即差异）则为加工误差，加工误差的大小反映了加工精度的高低。

1、影响机械加工精度的主要因素（1）工艺系统的几何误差1）加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似形状的刀具进行加工而产生的误差。

比如，数控机床一般只具有直线和圆弧插补功能，因而即便是加工一条平面曲线，也必须用许多很短的折线段或圆弧去逼近它，刀具连续地将这些小线段加工出来，也就得到了所需的曲线形状。

逼近的精度可由每条线段的长度来控制。

因此，在曲线或曲面的数控加工中，刀具相对于工件的成形运动是近似的。

进一步地说，数控机床在做直线或圆弧插补时，是利用平行坐标轴的小直线段来逼近理想直线或圆弧的，这里存在着加工原理误差。

但由于数控机床的脉冲当量可以使这些小直线段很短，逼近的精度很高，事实上数控加工可以达到很高的加工精度。

又如，滚齿用的齿轮滚刀有两种误差：一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓形状误差；二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线，它与理论上的光滑渐开线有一定的差异。

这里也存在着加工原理误差。

用近似的成形运动或近似形状的刀具虽然会带来加工原理误差，但往往可以简化机床结构或刀具形状，以提高生产率。

因此，只要这种方法产生的误差不超过允许的范围，往往比准确的加工方法能获得更好的经济效益，在生产中仍然得到了广泛的应用。

2）机床误差机床误差是由机床的制造、安装误差和使用中的磨损造成的。

在机床的各类误差中，对工件加工精度影响较大的主要是主轴回转误差和导轨误差。

机床主轴是带动工件或刀具回转，产生主要切削运动的重要零件。

其回转运动精度是机床主要精度指标之一，主轴回转误差主要影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度。

第二章机械加工精度第一节概述一,加工精度的概念高产,优质,低消耗,产品技术性能好,使用寿命长,这是机械制造企业的基本要求.而质量总是则是最根本的问题.机械加工质量指标包括两方面的参数:一方面是宏观几何参数,指机械加工精度;另一方面是微观几何参数和表面物理-机械性能等方面的参数,指机械加工表面质量.所谓机械加工精度,是指零件在加工后的几何参数(尺寸大小,几何形状,表面间的相互位置)的实际值与理论值相符合的程度.符合程度高,加工精度也高;反之则加工精度低.机械加工精度包括尺寸精度,形状精度,位置精度三项内容,三者有联系,也有区别.由于机械加工中的种种原因,不可能把零件做得绝对精确,总会产生偏差.这种偏差即加工误差.实际生产中加工精度的高低用加工误差的大小表示.加工误差小,则加工精度高;反之则低.保证零件的加工精度就是设法将加工误差控制在允许的偏差范围内;提高零件的加工精度就是设法降低零件的加工误差.随着对产品性能要求的不断提高和现代加工技术的发展,对零件的加工精度要求也在不断的提高.一般来说,零件的加工精度越高则加工成本越高,生产率则相对越低.因此,设计人员应根据零件的使用要求,合理地确定零件的加工精度,工艺人员则应根据设计要求,生产条件等采取适当的加工工艺方法,以保证零件的加工误差不超过零件图上规定的公差范围,并在保证加工精度的前提下,尽量提高生产率和降低成本.二获得零件加工精度的方法1.获得尺寸精度的方法在机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法,调整法,定尺寸刀具法,自动控制法和主动测量法等五种.⑴ 试切法通过试切—测量—调整—再试切,反复进行到被加工尺寸达到要求的精度为止的加工方法.试切法不需要复杂的装备,加工精度取决于工人的技术水平和量具的精度,常用于单件小批生产.⑵ 调整法按零件规定的尺寸预先调整机床,夹具,刀具和工件的相互位置,并在加工一批零件的过程中保持这个位置不变,以保证零件加工尺寸精度的加工方法.调整法生产效率高,对调整工的要求高,对操作工的要求不高,常用于成批及大量生产.⑶ 定尺寸刀具法用具有一定形状和尺寸精度的刀具进行加工,使加工表面达到要求的形状和尺寸的加工方法.如用钻头,铰刀,键槽铣刀等刀具的加工即为定尺寸刀具法.定尺寸刀具法生产率较高,加工精度较稳定,广泛的应用于各种生产类型.⑷ 自动控制法把测量装置,进给装置和控制机构组成一个自动加工系统,使加工过程中的尺寸测量,刀具的补偿和切削加工一系列工作自动完成,从而自动获得所要求的尺寸精度的加工方法.该方法生产率高,加工精度稳定,劳动强度低,适应于批量生产.⑸ 主动测量法在加工过程中,边加工边测量加工尺寸,并将测量结果与设计要求比较后,或使机床工作,或使机床停止工作的加工方法.该方法生产率较高,加工精度较稳定,适应于批量生产.2.获得几何形状精度的方法在机械加工中获得几何精度的方法有轨迹法,成形法,仿形法和展成法等四种.⑴ 轨迹法依靠刀尖运动轨迹来获得形状精度的方法.刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动,因而所获得的形状精度取决成形运动的精度.普通车削,铣削,刨削和磨削等均为刀尖轨迹法.⑵ 成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法.成形法所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其他成形运动精度.用成形刀具或砂轮进行车,铣,刨 ,磨,拉等加工的均为成形法.⑶ 仿形法:刀具依照仿形装置进给获得工件形状精度的方法.如使用仿形装置车手柄,铣凸轮轴等.⑷ 展成法又称为范成法,它是依据零件曲面的成形原理,通过刀具和工件的展成切削运动进行加工的方法.展成法所得的被加工表面是刀刃和工件在展成运动过程中所形成的包络面,刀刃必须是被加工表面的共轭曲线.所获得的精度取决于刀刃的形状和展成运动的精度.滚齿,插齿等均为展成法.3.获得位置精度的方法工件的位置精度取决于工件的安装(定位和夹紧)方式及其精度.获得位置精度的方法有:⑴ 找正安装法找正是用工具和仪表根据工件上有关基准,找出工件有关几何要素相对于机床的正确位置的过程.用找正法安装工件称为找正安装,找正安装又可分为:1)划线找正安装即用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种安装方法.2)直接找正安装即用划针和百分表或通过目测直接在机床上找正工件正确位置的安装方法.此法的生产率较低,对工人的技术水平要求高,一般只用于单件小批生产中.⑵ 夹具安装法夹具是用以安装工件和引导刀具的装置.在机床上安装好夹具,工件放在夹具中定位,能使工件迅速获得正确位置,并使其固定在夹具和机床上.因此,工件定位方便,定位精度高且稳定,装夹效率也高.⑶ 机床控制法利用机床本身所设置的保证相对位置精度的机构保证工件位置精度的安装方法.如坐标镗床,数控机床等.第二节影响加工精度的因素及其分析在机械加工过程中,机床,夹具,刀具和工件组成了一个完整的系统,称为工艺系统.工件的加工精度问题也就涉及到整个工艺系统的精度问题.工艺系统中各个环节所存在的误差,在不同的条件下,以不同的程度和方式反映为工件的加工误差,它是产生加工误差的根源,因此工艺系统的误差被称为原始误差,如表2-1所示.原始误差主要来自两方面:一方面是在加工前就存在的工艺系统本身的误差(几何误差),包括加工原理误差,机床,夹具,刀具的制造误差,工件的安装误差,工艺系统的调整误差等;另一方面是加工过程中工艺系统的受力变形,受热变形,工件残余应力引起的变形和刀具的磨损等引起的误差,以及加工后因内应力引起的变形和测量引起的误差等.下面即对工艺系统中的各类原始误差分别进行阐述. 表2-1 原始误差一,加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差.生产中采用近似的加工原理进行加工的例子很多,例如用齿轮滚刀滚齿就有两种原理误差:一种是为了滚刀制造方便,采用了阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线蜗杆而产生的近似造形误差;另一种是由于齿轮滚刀刀齿数有限,使实际加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线,而不是一条光滑的渐开线.采用近似的加工方法或近似的刀刃轮廓,虽然会带来加工原理误差,但往往可简化工艺过程及机床和刀具的设计和制造,提高生产率,降低成本,但由此带来的原理误差必须控制在允许的范围内二,工艺系统的几何误差1.机床几何误差机床几何误差包括机床本身各部件的制造误差,安装误差和使用过程中的磨损引起的误差.这里着重分析对加工影响较大的主轴回转误差,机床导轨误差以及传动链误差.⑴ 机床主轴误差机床主轴是用来安装工件或刀具并将运动和动力传递给工件或刀具的重要零件,它是工件或刀具的位置基准和运动基准,它的回转精度是机床精度的主要指标之一,其误差直接影响着工件精度的高低.1)主轴回转误差为了保证加工精度,机床主轴回转时其回转轴线的空间位置应是稳定不变的,但实际上由于受主轴部件结构,制造,装配,使用等种种因素的影响,主轴在每一瞬时回转轴线的空间位置都是变动的,即存在着回转误差.主轴回转轴心线的运动误差表现为纯径向跳动,轴向窜动和角度摆动三种形式,如图2-1所示.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-18) 图2-1 主轴回转轴线的运动误差机床的主轴是以其轴颈支承在床头箱前后轴承内的,因此影响主轴回转精度的主要因素是轴承精度,主轴轴颈精度和床头箱主轴承孔的精度.如果采用滑动轴承,则影响主轴回转精度的主要因素是主轴颈的圆度,与其配合的轴承孔的圆度和配合间隙.不同类型的机床其主轴回转误差所引起的加工误差的形式也会不同.对于工件回转类机床(如车床,内,外圆磨床),因切削力的方向不变,主轴回转时作用在支承上的作用力方向也不变,因而主轴颈与轴承孔的接触点的位置也是基本固定的,即主轴颈在回转时总是与轴承孔的某一段接触,因此轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较小,而主轴颈的圆度误差则影响较大;对于刀具回转类机床(如镗床,钻床),因切削力的方向是变化的,所以轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较大,而主轴颈的圆度误差影响较小.2)主轴回转误差的敏感方向不同类型的机床,主轴回转误差的敏感方向是不同的.工件回转类机床的主轴回转误差的敏感方向,如图2-2所示,在车削圆柱表面,当主轴在Y方向存在误差Δy时,则此误差将是1：1地反映到工件的半径方向上去(ΔRy=Δy).而在Z方向存在误差Δz时,反映到工件半径方向上的误差为ΔRz.其关系式为R02十Δz2=(R0十ΔRz)2=R02十2R0·ΔRz十ΔRz2因ΔRz2很小,可以忽略不计,故此式化简后得ΔRz≈Δz2/(2R0)<<Δy (2—1)所以Δy所引起的半径误差远远大于由Δz所引起的半径误差.我们把对加工精度影响最大的那个方向称为误差的敏感方向,把对加工精度影响最小的那个方向称为误差的非敏感方向.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-19) 图2-2 车外圆的敏感方向刀具回转类机床的主轴回转误差的敏感方向,如镗削时,刀具随主轴一起旋转,切削刃的加工表面的法向随刀具回转而不断变化,因而误差的敏感方向也在不断变化.⑵ 机床导轨误差床身导轨既是装配机床各部件的基准件,又是保证刀具与工件之间导向精度的导向件,因此导轨误差对加工精度有直接的影响.导轨误差分为: 1)导轨在水平面内的直线度误差Δy 这项误差使刀具产生水平位移,如图2-3所示,使工件表面产生的半径误差为ΔRy,ΔRy=Δy,使工件表面产生圆柱度误差(鞍形或鼓形).2)导轨在垂直平面内的直线度误差Δz 这项误差使刀具产生垂直位移,如图2-4所示,使工件表面产生的半径误差为ΔRz,ΔRz≈Δz2/(2R0),其值甚小,对加工精度的影响可以忽略不计;但若在龙门刨这类机床上加工薄长件,由于工件刚性差,如果机床导轨为中凹形,则工件也会是中凹形.3)前后导轨的平行度误差当前后导轨的不平行,存在扭曲时,刀架产生倾倒,刀尖相对于工件在水平和垂直两个方向上发生偏移,从而影响加工精度.如图2-5所示,在某一截面内,工件加工半径误差为:ΔR≈Δy=δ (2—2)式中:H——车床中心高B——导轨宽度Δ——前后导轨的最大平行度误差(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-20,21) 图2-3 机床导轨在水平面内的图2-4 机床导轨在垂直面内的直线度对加工精度的影响直线度对加工精度的影响(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-22) 图2-5 机床导轨扭曲对工件形状的影响⑶ 传动链传动误差传动链传动误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差.它是影响螺纹,齿轮,蜗轮蜗杆以及其它按展成原理加工的零件加工精度的主要因素.传动链始末两端的联系是通过一系列的传动元件来实现的,当这些传动元件存在加工误差,装配误差和磨损时,就会破坏正确的运动关系,使工件产生加工误差,这些误差即传动链误差.为了减少机床的传动链误差对加工精度的影响,可以采取以下措施:1)尽量减少传动元件数量,缩短传动链,以缩小误差的来源.2)采用降速传动(即i<<1) 降速传动是保证传动精度的重要措施.对于螺纹加工机床,为保证降速传动,机床传动丝杠的导程应大于工件的导程;齿轮加工机床最后传动副为蜗轮副,为了得到iFy2),从而引起工艺系统的变形不一致(Yl >Y2),这样在加工后的工件上仍留有较小的圆度误差.这种在加工后的工件上出现与毛坯形状相似的误差的现象称为"误差复映".(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-24) 图2-7 毛坯形状误差的复映由于工艺系统具有一定的刚度,因此在加工表面上留下的误差比毛坯表面的误差数值上已大大减小了.也就是说,工艺系统刚度愈高,加工后复映到被加工表面上的误差愈小,当经过数次走刀后,加工误差也就逐渐缩小到所允许的范围内了. ⑶ 其他作用力引起的加工误差1)传动力和惯性力引起的加工误差当在车床上用单爪拨盘带动工件回转时,传动力在拨盘的每一转中不断改变其方向;对高速回转的工件,如其质量不平衡,将会产生离心力,它和传动力一样在工件的转动中不断的改变方向.这样,工件在回转中因受到不断变化方向的力的作用而造成加工误差,如图2-8和图2-9所示. (沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-25,26) 图2-8 传动力所引起的加工误差图2-9 离心惯性所引起的加工误差2)重力所引起的误差在工艺系统中,有些零部件在自身重力作用下产生的变形也会造成加工误差.例如,龙门铣床,龙门刨床横梁在刀架自重下引起的变形将造成工件的平面度误差.对于大型工件,因自重而产生的变形有时会成为引起加工误差的主要原因,所以在安装工件时,应通过恰当地布置支承的位置或通过平衡措施来减少自重的影响.3)夹紧力所引起的加工误差工件在安装时,由于工件刚度较低或夹紧力作用点和方向不当,会引起工件产生相应的变形,造成加工误差.图2-10为加工连杆大端孔的安装示意图,由于夹紧力作用点不当,造成加工后两孔中心线不平行及其与定位端面不垂直.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-27) 图2-10 夹紧力不当所引起的加工误差4.减少工艺系统受力变形的主要措施减少工艺系统受力变形是保证加工精度的有效途径之一.生产实际中常采取如下措施:1)提高接触刚度所谓接触刚度就是互相接触的两表面抵抗变形的能力.提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键.常用的方法是改善工艺系统主要零件接触面的配合质量,使配合面的表面粗糙度和形状精度得到改善和提高,实际接触面积增加,微观表面和局部区域的弹性,塑性变形减少,从而有效地提高接触刚度.2)提高工件定位基面的精度和表面质量工件的定位基面如存在较大的尺寸,形位误差和表面质量差,在承受切削力和夹紧力时可能产生较大的接触变形,因此精密零件加工用的基准面需要随着工艺过程的进行逐步提高精度.3)设置辅助支承,提高工件刚度,减小受力变形切削力引起的加工误差往往是因为工件本身刚度不足或工件各个部位刚度不均匀而产生的.当工件材料和直径一定时,工件长度和切削分力是影响变形的决定性因素.为了减少工件的受力变形,常采用中心架或跟刀架,以提高工件的刚度,减小受力变形.4)合理装夹工件,减少夹紧变形当工件本身薄弱,刚性差时,夹紧时应特别注意选择适当的夹紧方法,尤其是在加工薄壁零件时,为了减少加工误差,应使夹紧力均匀分布.缩短切削力作用点和支承点的距离,提高工件刚度.5)对相关部件预加载荷例如,机床主轴部件在装配时通过预紧主轴后端面的螺母给主轴滚动轴承以预加载荷,这样不仅能消除轴承的配合间隙,而且在加工开始阶段就使主轴与轴承有较大的实际接触面积,从而提高了配合面间的接触刚度.6)合理设计系统结构在设计机床夹具时,应尽量减少组成零件数,以减少总的接触变形量;选择合理的结构和截面形状;并注意刚度的匹配,防止出现局部环节刚度低.7)提高夹具,刀具刚度;改善材料性能.8)控制负载及其变化适当减少进给量和背吃刀量,可减少总切削力对零件加工精度的影响;此外,改善工件材料性能以及改变刀具几何参数如增大前角等都可减少受力变形;将毛坯合理分组,使每次调整中加工的毛坯余量比较均匀,能减小切削力的变化,减小误差复映.四,工艺系统热变形对加工精度的影响在机械加工中,工艺系统在各种热源的影响下会产生复杂的变形,使得工件与刀具间的正确相对位置关系遭到破坏,造成加工误差.1.工艺系统热变形的热源引起工艺系统热变形的热源主要来自两个方面:一是内部热源,指轴承,离合器,齿轮副,丝杠螺母副,高速运动的导轨副,镗模套等工作时产生的摩擦热,以及液压系统和润滑系统等工作时产生的摩擦热;切削和磨削过程中由于挤压,摩擦和金属塑性变形产生的切削热;电动机等工作时产生的电磁热,电感热.二是外部热源,指由于室温变化及车间内不同位置,不同高度和不同时间存在的温度差别,以及因空气流动产生的温度差等;日照,照明设备以及取暖设备等的辐射热等.工艺系统在上述热源的作用下,温度逐渐升高,同时其热量也通过各种传导方式向周围散发.2.工艺系统热变形对加工精度的影响⑴ 机床热变形对加工精度的影响机床在运转与加工过程中受到各种热源的作用,温度会逐步上升,由于机床各部件受热程度的不同,温升存在差异,因此各部件的相对位置将发生变化,从而造成加工误差.车,铣,镗床这类机床主要热源是床头箱内的齿轮,轴承,离合器等传动副的摩擦热,它使主轴分别在垂直面内和水平面内产生位移与倾斜,也使支承床头箱的导轨面受热弯曲;床鞍与床身导轨面的摩擦热会使导轨受热弯曲,中间凸起.磨床类机床都有液压系统和高速砂轮架,故其主要热源是砂轮架轴承和液压系统的摩擦热;轴承的发热会使砂轮轴线产生位移及变形,如果前,后轴承的温度不同,砂轮轴线还会倾斜;液压系统的发热使床身温度不均产生弯曲和前倾,影响加工精度.大型机床如龙门铣床,龙门刨床,导轨磨床等,这类机床的主要热源是工作台导轨面与床身导轨面间的摩擦热及车间内不同位置的温差.⑵ 工件热变形及其对加工精度的影响在加工过程中,工件受热将产生热变形,工件在热膨胀的状态下达到规定的尺寸精度,冷却收缩后尺寸会变小,甚至可能超出公差范围.工件的热变形可能有两种情况:比较均匀地受热,如车,磨外圆和螺纹,镗削棒料的内孔等;不均匀受热,如铣平面和磨平面等.⑶ 刀具热变形对加工精度的影响在切削加工过程中,切削热传入刀具会使得刀具产生热变形,虽然传入刀具的热量只占总热量的很小部分,但是由于刀具的体积和热容量小,所以由于热积累引起的刀具热变形仍然是不可忽视的.例如,在高速车削中刀具切削刃处的温度可达850℃左右,此时刀杆伸长,可能使加工误差超出公差带.3.环境温度变化对加工精度的影响除了工艺系统内部热源引起的变形以外,工艺系统周围环境的温度变化也会引起工件的热变形.一年四季的温度波动,有时昼夜之间的温度变化可达10℃以上,这不仅影响机床的几何精度,还会直接影响加工和测量精度.4.对工艺系统热变形的控制可采用如下措施减少工艺系统热变形对加工精度的影响:1)隔离热源为了减少机床的热变形,将能从主机分离出去的热源(如电动机,变速箱,液压泵和油箱等)应尽可能放到机外;也可采用隔热材料将发热部件和机床大件(如床身,立柱等)隔离开.2)强制和充分冷却对既不能从机床内移出,又不便隔热的大热源,可采用强制式的风冷,水冷等散热措施;对机床,刀具,工件等发热部位采取充分冷却措施,吸收热量,控制温升,减少热变形.3)采用合理的结构减少热变形如在变速箱中,尽量让轴,轴承,齿轮对称布置,使箱壁温升均匀,减少箱体变形.4)减少系统的发热量对于不能和主机分开的热源(如主轴承,丝杠,摩擦离合器和高速运动导轨之类的部件),应从结构,润滑等方面加以改善,以减少发热量;提高切削速度(或进给量),使传入工件的热量减少;保证切削刀具锋利,避免其刃口钝化增加切削热.5)使热变形指向无害加工精度的方向例如车细长轴时,为使工件有伸缩的余地,可将轴的一端夹紧,另一端架上中心架,使热变形指向尾端;又例如外圆磨削,为使工件有伸缩的余地,采用弹性顶尖等.五,工件内应力对加工精度的影响1.产生内应力的原因内应力也称为残余应力,是指外部载荷去除后仍残存在工件内部的应力.有残余应力的工件处于一种很不稳定的状态,它的内部组织有要恢复到稳定的状态强烈倾向,即使在常温下这种变化也在不断的进行,直到残余应力完全消失为止.在这个过程中,零件的形状逐渐变化,从而逐渐丧失原有的加工精度.残余应力产生的实质原因是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化,而引起体积变化的原因主要有以下方面:⑴ 毛坯制造中产生的残余应力在铸,锻,焊接以及热处理等热加工过程中,由于工件各部分厚度不均,冷却速度和收缩程度不一致,以及金相组织转变时的体积变化等,都会使毛坯内部产生残余应力,而且毛坯结构越复杂,壁厚越不均,散热的条件差别越大,毛坯内部产生的残余应力也越大.具有残余应力的毛坯暂时处于平衡状态,当切去一层金属后,这种平衡便被打破,残余应力重新分布,工件就会出现明显地变形,直至达到新的平衡为止.⑵ 冷校直带来的残余应力某些刚度低的零件,如细长轴,曲轴和丝杠等,由于机加工产生弯曲变形不能满足精度要求,常采用冷校直工艺进行校直.校直的方法是在弯曲的反方向加外力,如图2-11a)所示.在外力F的作用下,工件的内部残余应力的分布如图2-11b)所示,在轴线以上产生压应力(用负号表示),在轴线以下产生拉应力(用正号表示).在轴线和两条双点划线之间是弹性变形区域,在双点划线之外是塑性变形区域.当外力F去除后,外层的塑性变形区域阻止内部弹性变形的恢复,使残余应力重新分布,如图2-11c)所示.这时,冷校直虽然减小了弯曲,但工件却处于不稳定状态,如再次加工,又将产生新的变形.因此,高精度丝杠的加工,不允许冷校直,而是用多次人工时效来消除残余应力.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-28) a)冷校直方法 b)加载时残余应力的分布 c)卸载后残余应力的分布图2-11 冷校直引起的残余应力⑶ 切削加工产生的残余应力加工表面在切削力和切削热的作用下,会出现不同程度的塑性变形和金相组织的变化,同时也伴随有金属体积的改变,因而必然产生内应力,并在加工后引起工件变形.2.消除或减少内应力的措施⑴ 合理设计零件结构在零件结构设计中应尽量简化结构,保证零件各部分厚度均匀,以减少铸,锻件毛坯在制造中产生的内应力;。

机械加工误差及精度分析
一、机械加工误差及精度概述
机械加工误差（Machining Errors）是指机械加工过程中因技术原因及设备精度不足，导致和设计尺寸不一致的误差。

总的来说，机械加工误差是由设备精度、材料性能、技术和调试误差、材料分布误差以及机械加工过程中的加工参数调整等多种因素共同作用的结果而产生的。

机械加工精度（Machining Precision）是指机械加工过程中在指定条件和容许误差下，处理结果和设计尺寸一致程度的度量。

通常情况下，加工精度得以保证，不仅依赖于设备精度，而且也与机械加工过程中进行的技术和调试等因素有关。

二、机械加工误差的分类
1、定位误差
定位误差是指机床分度的精度和准确性，也称为定位精度。

其实，定位误差是加工过程中由于设备精度及变形等因素造成的误差，一般可分为位置定位误差、尺寸定位误差和形位定位误差三类。

1）位置定位误差：是指表面位置和装配位定位的精度，也叫做装配精度。

位置定位误差在实际加工过程中通常由于机床的原因和表面的变形而产生。

2）尺寸定位误差：是指加工尺寸和预定恰当尺寸之间的精度。

机械加工中误差产生的原因分析摘要：为了降低机械加工中误差的发生几率，文章首先从机械加工误差的概念及其分类入手，具体分析机械加工中误差产生的原因，在此基础上，从而提出相对应的解决方案，旨在提升机械加工生产质量和效率，为机械加工企业获得最大化生产利益，实现机械加工行业的高质量发展。

关键词：机械加工；原始误差；产生原因；机械零部件；随机误差1. 机械加工中误差的基本概述1.1概念机械加工误差指的是在生产加工期间，因为外界环境因素、人为因素而促使加工生产后的零部件和预期零部件的尺寸、质量、表面积等产生一定偏差的现象，导致其零部件质量较低、精度不足。

虽然机械加工误差在实际生产加工期间是一种不可避免的情况，但是，相关工作人员通过人为干预，将误差控制在其最低范围之内，减少生产误差对机械零部件的质量影响。

通过测量差异范围，反映机械加工质量，所测量的差异值越小、等级越高，加工出来的机械零部件质量也越高[1]。

1.2分类在机械加工生产期间，机械和相关道具组成一套完整的零件加工体系，在不同生产环节存在的误差存在一定差异，对机械加工产生的误差影响也不同，包括生产前期误差、生产过程误差。

而这其中，在加工阶段，由于加工系统自身原始状态对机械加工产品造成的生产误差叫做原始误差；由于加工工件、刀具处于静止状态下或者在生产阶段由于位置变化产生的误差成为几何误差。

在机械加工期间，由于切削工序产生的误差叫做原始误差，这部分误差产生的影响包括对机械零件的形变影响、应力等，不管是什么机械加工，都不能避免误差的存在，也不能实现加工参数的绝对精准，只要最后加工产品在质量允许范围内，均可以看作是合格产品。

2. 机械加工中误差产生的原因2.1原理误差在机械加工过程中，历经岁月的洗礼，慢慢建立形态不同的加工工艺，在对不同对象进行加工操作期间，使用的加工工艺存在一定差异性，使用的加工原理也有所区别，所以，在加工期间，存在多元化的客观误差。

比如：在使用齿轮滚刀时，会存在齿轮形廓误差，归根结底，是因为生产的机械齿轮同模具之间在外观、尺寸上存在区别，如果区别较大，很容易直接报废，加大机械加工产品的残次率，机械加工企业存在加大的经济损失，不利于机械加工企业的可持续发展。